基于能力培養(yǎng)的發(fā)酵工程課程教學(xué)改革與實(shí)踐

張艷芳

摘 要 發(fā)酵工程作為生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)核心課程，依據(jù)人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)以實(shí)踐能力培養(yǎng)為導(dǎo)向。通過(guò)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革課程教學(xué)方式，結(jié)合課堂教學(xué)、實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革，實(shí)現(xiàn)理論、實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐的有機(jī)鏈接，促進(jìn)學(xué)生社會(huì)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的提高。

關(guān)鍵詞 發(fā)酵工程 教學(xué)方式 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.02.062

發(fā)酵工程是一門(mén)將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)的基本原理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，利用微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)來(lái)生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)。①發(fā)酵工程是生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課，課程內(nèi)容豐富、涉及面廣，在專(zhuān)業(yè)課程體系中起著承上啟下的作用，該課程的教學(xué)體系的設(shè)置和安排對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能和動(dòng)手能力，提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)占有舉足輕重的地位。②③

1 發(fā)酵工程教學(xué)體系的構(gòu)建

應(yīng)用型人才培養(yǎng)要重視主動(dòng)式學(xué)習(xí)、互動(dòng)式學(xué)習(xí)，突出應(yīng)用能力的培養(yǎng)。④在傳統(tǒng)的發(fā)酵工程課程教學(xué)過(guò)程中，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)尚有欠，而這些能力對(duì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)至關(guān)重要，⑤因此，我們對(duì)發(fā)酵工程課程教學(xué)體系進(jìn)行了改革，在“夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，加強(qiáng)基本技能，適應(yīng)社會(huì)需求，提升綜合素養(yǎng)”課程體系構(gòu)建思路的指導(dǎo)下，對(duì)發(fā)酵工程課程體系進(jìn)行了改革。將理論課學(xué)時(shí)由72學(xué)時(shí)削減到54學(xué)時(shí)，原有的基本技能型實(shí)驗(yàn)改為對(duì)學(xué)生素質(zhì)要求更高的綜合大實(shí)驗(yàn)，著重于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容是人才培養(yǎng)的主要落腳點(diǎn)，是教學(xué)改革的關(guān)鍵。在對(duì)發(fā)酵工程課程體系改革之時(shí)，就將教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化考慮在內(nèi)，在側(cè)重于學(xué)生能力培養(yǎng)的課程體系構(gòu)建時(shí)，雖然減少了理論課課堂教學(xué)學(xué)時(shí)，但通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，刪減了與微生物學(xué)等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課重復(fù)，與企業(yè)、行業(yè)發(fā)展定位不準(zhǔn)確的、過(guò)深或過(guò)淺的教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，按照理論和實(shí)踐相結(jié)合，教學(xué)和科研相結(jié)合的原則，將課程內(nèi)容分為按發(fā)酵企業(yè)操作過(guò)程順序的生產(chǎn)工藝，包括菌種選育、接種與發(fā)酵參數(shù)調(diào)控，產(chǎn)品提取精制等內(nèi)容；基礎(chǔ)理論，包括滅菌原理及微生物的熱致死動(dòng)力學(xué)方程、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型等內(nèi)容；發(fā)酵設(shè)備，包括按產(chǎn)品生產(chǎn)流程的滅菌設(shè)備及好氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵設(shè)備等內(nèi)容。這樣的安排，使發(fā)酵工程課程內(nèi)容更加系統(tǒng)化，知識(shí)體系更加清晰，同時(shí)由于是按照生產(chǎn)過(guò)程來(lái)進(jìn)行介紹的，學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用時(shí)的目的也會(huì)更加清楚。

3 改革課堂教學(xué)模式

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式是教師為主體進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，但是較難調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，導(dǎo)致學(xué)生上課的效果較差。在教學(xué)模式改革上我們以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效率為目標(biāo)進(jìn)行了以下改革。

3.1 PBL 教學(xué)（問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)）

在按照發(fā)酵生產(chǎn)的工藝流程進(jìn)行生產(chǎn)工藝內(nèi)容教學(xué)時(shí)，采用案例的方式，每節(jié)課設(shè)定目標(biāo)，提前一周將一段產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程的視頻發(fā)放給學(xué)生，課前由學(xué)生分成小組進(jìn)行討論、分析，課上，由每組推薦一名同學(xué)對(duì)總結(jié)內(nèi)容進(jìn)行發(fā)言，由全班進(jìn)行討論，對(duì)于個(gè)別的問(wèn)題，任課教師單獨(dú)說(shuō)明，對(duì)于共性的問(wèn)題，任課教師在下次課中重點(diǎn)講解，提高了授課的針對(duì)性。如，對(duì)于菌種保藏問(wèn)題，針對(duì)不同的生產(chǎn)目的和不同菌種要求有不同的保藏方法，由學(xué)生確定在哪些階段需要進(jìn)行菌種保藏及該用何種方式保藏，不同的小組有不同的選擇方法和方式，不但有助于學(xué)生理解和掌握所學(xué)知識(shí)，往往對(duì)任課教師也有很好的啟發(fā)?！皩W(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”，學(xué)源于思，思源于疑，思維是從問(wèn)題開(kāi)始的，⑥通過(guò)這種方式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂教學(xué)的氣氛。

3.2 實(shí)施多元化教學(xué)手段

發(fā)酵工程是與實(shí)踐結(jié)合緊密的課程，涉及到的設(shè)備和設(shè)施，而課本內(nèi)容僅限于原理的講述，雖然通過(guò)現(xiàn)代多媒體教學(xué)能提供照片、動(dòng)畫(huà)或視頻等具有一定直觀性的資料，但仍無(wú)法達(dá)到 “身臨其境”的感覺(jué)。為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、開(kāi)發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能，使教學(xué)活動(dòng)達(dá)到最佳效果，在發(fā)酵工程課程教學(xué)過(guò)程中運(yùn)用了多種教學(xué)方法、多種教學(xué)資源。如在講解一些發(fā)酵設(shè)備和原理時(shí)，如果沒(méi)有接觸過(guò)實(shí)體發(fā)酵罐，僅憑PPT圖示或視頻學(xué)生很難有直觀的印象，將課堂移至實(shí)驗(yàn)室，對(duì)照50L通氣攪拌發(fā)酵罐進(jìn)行內(nèi)外構(gòu)造講解，學(xué)生建立了良好的直觀印象，效果較好。如在講解淀粉水解糖制備時(shí)，學(xué)生對(duì)處理目的及處理流程的認(rèn)識(shí)不夠具體，認(rèn)為只有靠死記硬背才能掌握這些知識(shí)點(diǎn)，不能靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。將這段知識(shí)的講解放在啤酒發(fā)酵工藝流程中，在實(shí)驗(yàn)室啤酒發(fā)酵過(guò)程中對(duì)課堂上的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行逐一解釋和強(qiáng)調(diào)，使學(xué)生能將理論和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，增加理論聯(lián)系實(shí)際的能力。同時(shí)，適時(shí)安排課程實(shí)習(xí)，將學(xué)生帶入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，包括制藥、白酒、啤酒、乳品發(fā)酵等，在近距離感受生產(chǎn)過(guò)程和氛圍的同時(shí)，可以結(jié)合發(fā)酵原理現(xiàn)場(chǎng)講解工藝流程，使學(xué)生對(duì)工藝的了解更加深刻。這樣也有利于學(xué)生在今后的工作中能夠盡快適應(yīng)工廠的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)和實(shí)際生產(chǎn)的接軌。

4 加強(qiáng)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

發(fā)酵工程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)核心課程，在實(shí)踐性教學(xué)中，為了更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論課程的理解，更好的實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的對(duì)接，提升學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，在實(shí)踐教學(xué)中采用課程實(shí)習(xí)和綜合性實(shí)驗(yàn)的形式，注重培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，力求提高教學(xué)質(zhì)量。發(fā)酵工程是在大三下期開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)核心課程，學(xué)生此時(shí)已具備基本的操作方法的和技能，發(fā)酵工程是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝流程與原理結(jié)合的一門(mén)課程，是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力，提高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，加起課堂與實(shí)踐橋梁的課程。因此，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程該單獨(dú)的小實(shí)驗(yàn)為綜合大實(shí)驗(yàn)，教師提出與生產(chǎn)相關(guān)的課題，由學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)及報(bào)告撰寫(xiě)。課題內(nèi)容包括發(fā)酵工程生產(chǎn)工藝流程，如發(fā)酵工程產(chǎn)品介紹；生產(chǎn)菌種的選育、保藏、擴(kuò)大培養(yǎng)；發(fā)酵培養(yǎng)基的組成、滅菌；發(fā)酵設(shè)備；發(fā)酵過(guò)程監(jiān)控；產(chǎn)品處理等，實(shí)驗(yàn)報(bào)告初包含實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)外，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，包括實(shí)驗(yàn)中所涉及的課堂所學(xué)知識(shí)點(diǎn)；該知識(shí)點(diǎn)在具體應(yīng)用中的情況；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在什么問(wèn)題；每個(gè)組員做的具體工作等。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)安排，實(shí)現(xiàn)了學(xué)以致用的目的，增強(qiáng)了學(xué)生工程實(shí)踐能力，初步實(shí)現(xiàn)了學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生論文撰寫(xiě)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

在發(fā)酵工程課程教學(xué)中，不僅要培養(yǎng)學(xué)生良好的知識(shí)體系，也要注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與實(shí)踐應(yīng)用能力，提高學(xué)生的整體素質(zhì)。通過(guò)對(duì)課程體系設(shè)置、課堂教學(xué)內(nèi)容及模式、實(shí)踐教學(xué)模式的改革，極大地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及主動(dòng)性，提升了課程教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才提供了積極的探索和實(shí)踐。

基金項(xiàng)目：新鄉(xiāng)學(xué)院《發(fā)酵工程》精品資源共享課（XJJ PZY2013-15）

注釋

① 張祥勝，許德軍.地方院校發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課改革與實(shí)踐體會(huì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013（4）：124-127.

② 許波，黃遵錫，楊云娟，等.發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].微生物學(xué)通報(bào)，2007（3）：600-602.

③ 任曉莉，趙潤(rùn)柱，梁保紅.發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].微生物學(xué)通報(bào)，2011（1）：127-130.

④ 張翠英，溫衛(wèi)中.地方院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].黑龍江高教研究，2013（2）：154-156.

⑤ 張海龍，丁宏偉，王春玲，等.PBL教學(xué)法在發(fā)酵工程課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].微生物學(xué)通報(bào)，2015（11）：2251-2254.

⑥ 謝永朋，楊英歌.微生物學(xué)課程教學(xué)改革和實(shí)踐研究[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2015（20）：192-194.